бабулер80

Рационализация минимизирует затраты

Кузбасский региональный центр связи Новосибирской дирекции связи уделяет большое внимание развитию рационализаторской деятельности и организации технического творчества. В статье рассказывается о некоторых технических решениях, применяемых сотрудниками центра при организации работы парковой связи громкоговорящего оповещения на удаленных участках и системы двухсторонней парковой связи на станциях, а также о GSM-модуле удаленного управления устройствами в связевой комнате.

Для оперативного доклада дежурному по станции (ДСП) о положении остряков или наличии габарита во время путевых работ по очистке устройств от снега на входных стрелочных переводах на удаленных участках, а также при работе на кривых участках станции специалисты Кузбасского РЦС используют мобильную громкоговорящую радиосвязь ПСГО - «Дальний рубеж». Необходимость в ней возникла ввиду отсутствия переговорных устройств на этих участках и недостаточно хорошей слышимости устройств парковой связи. С целью минимизации затрат на постройку дополнительных опор с переговорными устройствами и прокладку подземных коммуникаций организована мобильная громкоговорящая радиосвязь ПСГО на частоте F - 155,925 МГц (частота подбиралась индивидуально согласно разрешенному частотному плану). Авторами разработки являются начальник участка Д.В. Кулаков, старший электромеханик Д.А. Выдрин, электромеханики В.Н. Казанцев и А.Н. Серун под руководством главного инженера А.Я. Клоса.
Связь организована между радиостанцией РС-46М и усилителем парковой связи СДПС-Ц1 (рис. 1). В качестве передатчика используется носимая радиостанция хозяйства пути, приемником служит стационарная радиостанция РС-46М и устройство сопряжения с усилителем парковой связи СДПС-Ц1.
Схема работает следующим образом: работник пути (ПЧ) по носимой радиостанции запрашивает дежурного по станции, информация принимается стационарной радиостанцией РС-46М и через устройство сопряжения транслируется на пульт парковой связи аппаратуры СДПС-Ц1 на рабочем месте ДСП. Места подключения в радиостанции РС-46М и в усилителе СДПС-Ц1 показаны на рис. 2 и 3, соответственно.
Дежурный по станции, принимая информацию, отвечает запрашиваемому абоненту по штатной схеме организации парковой связи громкоговорящего оповещения. Кроме того, в парке станции реализована возможность вызова и ведения переговоров с ДСП с любой ординаты станции.
Другое предложение электромеханика А.А. Мордовина и ведущего инженера О.Г. Голубевой -система двухсторонней парковой связи для малых и средних станций. Она применяется для замены вышедшей из строя аппаратуры системы СДПС.


В качестве источника схемного решения используется система СДПС-Ц2. Реализация выполнена на современной элементной базе. Составляющие элементы схемы СДПС представлены на рис. 4. На рисунке приняты следующие обозначения: ВЗУ -вводно-защитное устройство, БП 24 - блок электропитания 24 В для линии переговорных устройств (ПУ), БП 14, БП 5 - блоки для электропитания КСУ и БОП, ЛПУ-линейное входное устройство микрофонной цепи ПУ (линия ПУ), КСУ - коммутационное согласующее устройство, БОП - блок оповещения о приближении поездов.
Для изготовления корпуса шасси, в который монтируются блоки, применены два уголка 40x20 мм длиной 485 мм с высверленными в них отверстиями. Корпуса блоков (кассеты) состоят из четырех отрезков уголков, соединенных между собой. Конструкция проста в изготовлении, недорогая и крепкая (рис. 5).
Для защиты устройства от перенапряжений и статических разрядов во время грозы, наведенных на кабельные линии, устанавливается ВЗУ, собранное по классической схеме - разрядник и предохранитель. Это дает защиту вводных цепей усилительной аппаратуры. Схема собирается на универсальных платах размером 5x7 см. Предохранители для микрофонной линии ПУ используются на 1 А, для линии динамиков - на 5 А, разрядник 230 В. Конструкция ВЗУ изготавливается с учетом установки в 19-дюймовую стойку.
Электропитание линии ПУ осуществляется с помощью готовых модулей импульсного блока электропитания на 24 В. При этом для каждого фидера ПУ берется отдельный блок электропитания. Таким образом обеспечивается полная гальваническая развязка микрофонных цепей и более устойчивая работа всей установки в условиях плохой изоляции фидера (фидеров). Поскольку блок ЛПУ потребляет не более 50 мА, то с учетом светодиодов общее потребление тока не превысит 100 мА.
Блоки электропитания устанавливаются в корпус, сзади крепится универсальная плата размером 20x80 мм, и на ней для подключения блоков впаиваются винтовые клеммы. На передней панели
устанавливаются два светодиода для сигнализации наличия электропитания.


Для электропитания внутренних элементов стойки СДПС задействуется импульсный блок на 14 В (ИРБИС БПС12В), входящий в комплект радиостанции РС-46МЦ. Он дополнен стабилизатором на 5 В, собранным на микросхеме LM 7805, смонтирован на универсальной плате размером 20x80 мм. Электропитание 5 В необходимо для блока КСУ, а 14 В - для схемы блока оповещения о приближении поездов.
Для реализации микрофонной цепи ПУ применяется блок ЛПУ, схема которого реализована на основе усилительной установки СДПС-Ц2, но с доработкой. Линия ПУ запитана через стабилизатор, собранный на микросхеме D1 LM317. Обязательное условие для трансформатора - это две первичные обмотки с равным количеством витков и соблюдением фазы обмоток. Управление оптопарой TLP181 выполняет программируемый источник опорного напряжения TL431CPK. Защита от бросков обратного напряжения, источником которого выступает первичная обмотка трансформатора в момент нажатия и отпускания кнопки «передача» на колонке, осуществляется благодаря диодам. Универсальная монтажная плата имеет размер 90x70 мм. Для удобства ее снятия и установки используются разъемы (рис. 6).
Коммутационное согласующее устройство построено на основе системы СДПС-Ц2 с некоторыми доработками. Входы коммутируются мультиплексором DG408DY. Управление включением входов с учетом приоритета реализовано на двух микросхемах. Триггер Шмитта с инверсией DD1 служит для согласования выхода открытого коллектора оптопары (блока ЛПУ) с микросхемой шифратора, выполненной на МС14532ВСР, которая необходима для реализации приоритета. Для более точной настройки, юстировки и калибровки под разные оконечные усилители использованы перемычки.
КСУ имеет следующие технические данные: шесть входов с учетом приоритета; все входы имеют АРУ; систему шумопонижения (слабый сигнал в виде фона отсекается); выход на регистратор переговоров через разделительный трансформатор 0,25 и 0,5 В; выход на оконечный усилитель с разными уровнями 0,25, 0,5, 0,75 и 1 В; возможность регулировки выходного уровня (10 положений для более точной настройки громкости).


За основу БОП взяты два готовых модуля генератора прямоугольных импульсов, собранных на микросхеме таймера NE555, один из которых настроен на частоту 1 Гц, другой - на частоту 1 кГц, и дополненные небольшой схемой управления этими генераторами. Сигнал частотой 1 кГц через разделительный конденсатор С1 и резисторы R11, R13, подается на вход КСУ. Оповещение имеет максимальный приоритет, подается на вход 6.
Взамен старого усилителя «Степь-103» использован усилитель малой мощности D-класса TY-150D. Среди его преимуществ можно отметить компактность, КПД (более 90 %) и выходную мощность 150 Вт. Конструкция состоит из импульсного блока электропитания мощностью 500 Вт с двухполярным выходным напряжением ±50 В, усилителя, собранного на ШИМ-контролере IRS 2092, и выходного трансформатора с коэффициентом трансформации 4.5 (использован трансформатор от усилительной установки ТУУ 600Т-2). Стоит отметить, что без трансформатора усилитель рассчитан на нагрузку 4 Ом, а после трансформатора она составляет 81 Ом. Входная чувствительность усилителя около 0,8 В.
СДПС монтируется в 19-дюймовую стойку (рис. 7). Собранная система компактна, совместима с колонками разного типа (УПН, УПП и др.), проста и удобна в обслуживании.
Данное предложение позволяет организовать на станциях систему двухсторонней парковой связи, исключив затраты на приобретение дорогостоящего оборудования.
Еще одна разработка сотрудников РЦС (электромеханика А.А. Мордовина и ведущего инженера О.Г. Голубевой) - GSM-модуль удаленного управления устройствами в связевой комнате. С его помощью можно включать и отключать любую нагрузку, а также контролировать состояние кондиционера.
Модуль реализован на платформе одной из самых миниатюрных плат «Arduino Nano». Она работает на чипе микроконтроллера ATmega328P, но с меньшим форм-фактором, что особенно важно в условиях компактности.


Алгоритм работы программы позволяет выполнять замеры температуры и влажности, потребляемого тока кондиционера. Кроме того, добавлена функция автоматического включения кондиционера. Управление осуществляется с помощью установленной в модуль Micro-SIM карты через СМС-сообщения. GSM-модуль принимает СМС-сообщения, обрабатывает, исполняет команды и выдает отчет об их выполнении. В СМС-сообщении записывается команда, состоящая из двух цифр, первая из которых может содержать цифры от 0 до 6, а вторая 0 или 1.
Предусмотрены информационные, исполнительные и сервисные команды.
К информационным командам относятся:

• 00 - запрос на состояние каналов, приходит ответ: название станции, список каналов, что подключено на этих каналах и их состояние (включены или выключены);
• 01 - запрос на состояние кондиционера и температуры, приходит ответ: название станции, температура, влажность, замер потребляемого тока кондиционера, установленный режим - MANUAL, AUTO.
• Исполнительными командами являются:
• 10 , 20, 30, 40, 50 - канал выключить «OFF», приходит ответ;
• 11 ,21,31,41,51 - канал включить «ON», приходит ответ;
• 60 - нажатие кнопки «POWER» пульта управления кондиционера, приходит ответ о выполнении команды;
• 61 - переключение режимов кондиционера MANUAL? AUTO (MANUAL - ручной режим включения кондиционера, AUTO - автоматический режим, при котором каждый час проверяется состояние работы кондиционера, и если он выключен, то происходит его включение). Приходит ответ об установленном значении.
• Сервисными командами служат такие, как:
• 90 - команда проверки качества связи GSM, приходит ответ с параметрами качества;
• 91 - удаление СМС-сообщений (очистка памяти);
• 92 - команда времени внутреннего таймера, приходит ответ о времени внутреннего таймера (время непрерывной работы устройства).

Стоит отметить, что GSM-модуль принимает команды только из заранее введенного списка телефонов, а отличные от заданных условий, игнорируются системой и удаляются.
Весь алгоритм работы (замеры, вычисления) запрограммирован в контроллере платы «Arduino Nano». Узлы модуля монтируются на печатной плате (рис. 8). Измерение температуры и влажности реализовано на датчике DHT11. Состояние кондиционера оценивается по потреблению тока, измерение происходит через трансформатор ТА12-100 по принципу «токовых клещей». Реле (Relay) на 12 В подключается к разъему J4. Внешний вид собранного модуля в корпусе распределительной коробки представлен на рис. 9. На дистанционном пульте управления кондиционером дополнительно предусмотрены провода дублирования кнопки включения.
Таким образом, GSM-модуль способствует выявлению некорректной работы устройств в связевой комнате.
ВАДЧЕНКО О.А.